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1、关于电磁感应综合应用第1页，讲稿共21张，创作于星期二电磁感应规律综合应用的四种题型电磁感应规律综合应用的四种题型1 1、电磁感应中的力学问题、电磁感应中的力学问题2 2、电磁感应中的电路问题、电磁感应中的电路问题3 3、电磁感应中的能量问题、电磁感应中的能量问题4 4、电磁感应中的图象问题、电磁感应中的图象问题第2页，讲稿共21张，创作于星期二例例1 1、已知：已知：ABAB、CDCD足够长，足够长，L L，B B，R R。金属棒。金属棒abab垂直垂直于导轨放置，与导轨间的动摩擦因数为于导轨放置，与导轨间的动摩擦因数为，质量为，质量为m m，从，从静止开始沿导轨下滑，导轨和金属棒的电阻阻都
2、不计。求静止开始沿导轨下滑，导轨和金属棒的电阻阻都不计。求abab棒下滑的最大速度棒下滑的最大速度DCABBabR速度最大时做匀速运动速度最大时做匀速运动受力分析，列动力学方程受力分析，列动力学方程1、电磁感应中的力学问题、电磁感应中的力学问题第3页，讲稿共21张，创作于星期二例例2 2、如图如图B=0.2TB=0.2T，金属棒，金属棒abab向右匀速运动，向右匀速运动，v=5m/sv=5m/s，L=40cmL=40cm，电阻，电阻R=0.5R=0.5,其余电阻不计，摩擦也不计，试其余电阻不计，摩擦也不计，试求：求：感应电动势的大小感应电动势的大小 感应电流的大小和方向感应电流的大小和方向使金
3、属棒匀速运动所需的拉力使金属棒匀速运动所需的拉力 感应电流的功率感应电流的功率拉力的功率拉力的功率RFm rMNQPabB右手定则右手定则第4页，讲稿共21张，创作于星期二基本方法：基本方法：1、用法拉第电磁感应定律和楞次定律、用法拉第电磁感应定律和楞次定律 求感应电动势的大小和方向。求感应电动势的大小和方向。2、求回路中的电流强度、求回路中的电流强度3、分析导体受力情况（、分析导体受力情况（包含安培力，用左手定则包含安培力，用左手定则）4、列动力学方程求解。、列动力学方程求解。第5页，讲稿共21张，创作于星期二例例3 3、导轨光滑、水平、电阻不计、间距导轨光滑、水平、电阻不计、间距L=0.2
4、0mL=0.20m；导体棒长也；导体棒长也为为L L、电阻不计、垂直静止于导轨上；磁场竖直向下、电阻不计、垂直静止于导轨上；磁场竖直向下且且B=0.5TB=0.5T；已知电阻已知电阻R=1.0；现有一个外力现有一个外力F F沿轨道拉杆沿轨道拉杆 ，使之做匀加速运动，测得，使之做匀加速运动，测得F F与时间与时间t t的关系如图所示，求的关系如图所示，求杆的质量和加速度杆的质量和加速度a a。BFRF/N048 12 16 20 2428t/s1234567830S末功率？末功率？第6页，讲稿共21张，创作于星期二例例1 1、圆环水平、半径为圆环水平、半径为a a、总电阻为、总电阻为2R2R；磁
5、场竖直向下、；磁场竖直向下、磁感强度为磁感强度为B B；导体棒；导体棒MNMN长为长为2a2a、电阻为、电阻为R R、粗细均匀、与、粗细均匀、与圆环始终保持良好的电接触；当金属棒以恒定的速度圆环始终保持良好的电接触；当金属棒以恒定的速度v v向向右移动经过环心右移动经过环心O O时，求：（时，求：（1 1）棒上电流的大小和方向及）棒上电流的大小和方向及棒两端的电压棒两端的电压U UMNMN（2 2）在圆环和金属棒上消耗的总的）在圆环和金属棒上消耗的总的热功率。热功率。BvMNo2、电磁感应中的电路问题、电磁感应中的电路问题利用利用E=BLV求电动势，右手定则判断方向求电动势，右手定则判断方向分
6、析电路画等效电路图分析电路画等效电路图第7页，讲稿共21张，创作于星期二例例2 2、线圈线圈5050匝、横截面积匝、横截面积20cm220cm2、电阻为、电阻为1 1；已知电；已知电阻阻R=99R=99；磁场竖直向下，磁感应强度以；磁场竖直向下，磁感应强度以100T/s100T/s的变化的变化度均匀减小。在这一过程中通过电阻度均匀减小。在这一过程中通过电阻R R的电流多大小和的电流多大小和方向？方向？BR利用楞次定律判断方向利用楞次定律判断方向画等效电路图利用闭合欧姆定律求电流画等效电路图利用闭合欧姆定律求电流第8页，讲稿共21张，创作于星期二基本方法：基本方法：1 1、用法拉第电磁感应定律和
7、楞次定律确定、用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应电动势的大小和方向。感应电动势的大小和方向。2 2、画等效电路。、画等效电路。3 3、运用闭合电路欧姆定律，串并联电路、运用闭合电路欧姆定律，串并联电路性质，电功率等公式联立求解。性质，电功率等公式联立求解。第9页，讲稿共21张，创作于星期二例例1 1、=30=30，L=1mL=1m，B=1TB=1T，导轨光滑电阻不计，导轨光滑电阻不计，F F功率功率恒定且为恒定且为6W6W，m=0.2kgm=0.2kg、R=1R=1，abab由由静止开始运动，由由静止开始运动，当当s=2.8ms=2.8m时，获得稳定速度，在此过程中时，获得稳定速度，在此过
8、程中abab产生的热量产生的热量Q=5.8JQ=5.8J，g=10m/sg=10m/s2 2，求：（，求：（1 1）abab棒的稳定速度棒的稳定速度（2 2）abab棒从静止开始达到稳定速度所需时间。棒从静止开始达到稳定速度所需时间。abBF3 3、电磁感应中的能量问题电磁感应中的能量问题第10页，讲稿共21张，创作于星期二例例2 2、水平面光滑，金属环水平面光滑，金属环r=10cmr=10cm、R=1R=1、m=1kgm=1kg，v=v=10m/s10m/s向右匀速滑向有界磁场，匀强磁场向右匀速滑向有界磁场，匀强磁场B=0.5TB=0.5T；从环；从环刚进入磁场算起，到刚好有一半进入磁场时，
9、圆环释放刚进入磁场算起，到刚好有一半进入磁场时，圆环释放了了32J32J的热量，求：（的热量，求：（1 1）此时圆环中电流的即时功率；）此时圆环中电流的即时功率；（2 2）此时圆环运动的加速度。）此时圆环运动的加速度。B Bv第11页，讲稿共21张，创作于星期二能量转化特点：能量转化特点：导体切割磁感线或磁通量发生变导体切割磁感线或磁通量发生变化在回路中产生感应电流，机械能或其他形式的能量化在回路中产生感应电流，机械能或其他形式的能量便转化为电能。便转化为电能。具有感应电流的导体在磁场中受安培力作用或具有感应电流的导体在磁场中受安培力作用或通过电阻发热，又可使电能转化为机械能或电阻通过电阻发热
10、，又可使电能转化为机械能或电阻的内能，因此电磁感应过程总是伴随着能量的转的内能，因此电磁感应过程总是伴随着能量的转化。化。基本方法：基本方法：用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应用法拉第电磁感应定律和楞次定律确定感应动势的大小和方向。动势的大小和方向。画出等效电路，求回路中电阻消耗电功率的表达式。画出等效电路，求回路中电阻消耗电功率的表达式。分析导体机械能的变化，用能量守恒关系得到机械功率的改变分析导体机械能的变化，用能量守恒关系得到机械功率的改变与回路中电功率的改变所满足的方程。与回路中电功率的改变所满足的方程。第12页，讲稿共21张，创作于星期二1.如图所示，一宽如图所示，一宽40cm的
11、匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里一边长的匀强磁场区域，磁场方向垂直纸面向里一边长为为20cm的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度的正方形导线框位于纸面内，以垂直于磁场边界的恒定速度v20cm/s通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边通过磁场区域，在运动过程中，线框有一边始终与磁场区域的边界平行取它刚进入磁场的时刻界平行取它刚进入磁场的时刻t0.在下列图线中，正确反映感应在下列图线中，正确反映感应电流随时间变化规律的是电流随时间变化规律的是dcba思考思考:你能作出你能作出ad间电压与时间的关系图象吗间电压与时间的关系图象吗?c 4、电磁感应中的图象问题、电磁
12、感应中的图象问题第13页，讲稿共21张，创作于星期二 例例2：磁感应强度：磁感应强度B的正方向，线圈中的箭的正方向，线圈中的箭头为电流头为电流i的正方向（如图所示），已知线圈中感的正方向（如图所示），已知线圈中感生电流生电流i随时间而变化的图象如图所示，则磁感应随时间而变化的图象如图所示，则磁感应强度强度B随时间而变化的图象可能是（随时间而变化的图象可能是（）BiitBBBBttttABCDCD第14页，讲稿共21张，创作于星期二 例例4：匀强磁场的磁感应强度为：匀强磁场的磁感应强度为B=0.2T，磁场宽度，磁场宽度L=3m，一正方形金属框连长，一正方形金属框连长ab=d=1m，每边电阻，每边
13、电阻r=0.2，金，金属框以属框以v=10m/s的速度匀速穿过磁场区，其平面始终一磁的速度匀速穿过磁场区，其平面始终一磁感线方向垂直，如图所示。感线方向垂直，如图所示。(1)画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电流画出金属框穿过磁场区的过程中，金属框内感应电流的的(i-t)图线。图线。(以顺时针方向电流为正以顺时针方向电流为正)(2)画出画出ab两端两端电压电压的的U-t图线图线adbcvLB第15页，讲稿共21张，创作于星期二t/si/A02.5-2.50.10.20.30.4adbcvLBUab/V00.10.20.30.42-21-1t/s第16页，讲稿共21张，创作于星期二 例例
14、6：如图：如图(甲）中，甲）中，A是一边长为是一边长为l的正方形导线框，的正方形导线框，电阻为电阻为R。今维持以恒定的速度。今维持以恒定的速度v沿沿x轴运动，穿过如轴运动，穿过如图所示的匀强磁场的有界区域。若沿图所示的匀强磁场的有界区域。若沿x轴的方向为轴的方向为力的正方向，框在图示位置的时刻作为计时起点，力的正方向，框在图示位置的时刻作为计时起点，则磁场对线框的作用力则磁场对线框的作用力F随时间随时间t的变化图线为图（乙）的变化图线为图（乙）中的（中的（）B第17页，讲稿共21张，创作于星期二 例例7：如：如图图所示的异形所示的异形导线导线框，匀速穿框，匀速穿过过一一匀匀强强磁磁场场区，区，
15、导线导线框中的感框中的感应电应电流流i随随时间时间t变变化化的的图图象是（象是（设导线设导线框中框中电电流沿流沿abcdef为为正方向）（正方向）（）bcadefD第18页，讲稿共21张，创作于星期二 例例8 8：如图所示，一闭合直角三角形线框以速：如图所示，一闭合直角三角形线框以速度度v匀速穿过匀强磁场区域从匀速穿过匀强磁场区域从BC边进入磁场区开边进入磁场区开始计时，到始计时，到A点离开磁场区止的过程中，线框内感点离开磁场区止的过程中，线框内感应电流的情况应电流的情况(以逆时针方向为电流的正方向以逆时针方向为电流的正方向)是如是如下图所示中的（下图所示中的（）A第19页，讲稿共21张，创作于星期二2 2、如图所示竖直放置的螺线管和导线、如图所示竖直放置的螺线管和导线abcd构成回路，螺线构成回路，螺线管下方水平桌面上有一导体环。当导线管下方水平桌面上有一导体环。当导线abcd所围区域内的所围区域内的磁场按下列哪一图示方式变化时，导体环将受到向上的磁场磁场按下列哪一图示方式变化时，导体环将受到向上的磁场力作用？力作用？adcbB0tB0tB0tB0tBABCD A 第20页，讲稿共21张，创作于星期二感感谢谢大大家家观观看看第21页，讲稿共21张，创作于星期二